学案细胞工程

楠杆高中高二生物选修三复习学案五编制人:江和平时间:专题二细胞工程考点一细胞工程和细胞的全能性【知识汇总】1.细胞工程的概念：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.细胞的全能性(1)定义：具有某种生物 的任何一个细胞，都具有发育成__________ 的潜能。（2）全能性大小比较：①受精卵(全能性最高)生殖细胞(也具有较高的潜在全能性)体细胞(全能性较低)。②未分化或分化程度低的细胞分化程度高的体细胞。③植物细胞动物细胞；增殖的细胞不增殖的细胞。④随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐。(3)影响全能性表达的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。考点二植物组织培养【知识汇总】1、概念:在________________条件下，将______的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生__________________，最终形成完整的植株。2、理论基础： 。3、植物细胞全能性实现的条件： 、提供适宜的 __条件和激素。4、eq\x(离体的器官、组织或细胞)eq\o(→,\s\up15(①))eq\x(A)eq\o(→,\s\up15(②))eq\x(B)eq\o(→,\s\up15(发育))eq\x(完整植株)图中①过程为________，②过程为_________，A表示___________，B表示_________________①过程____光.②过程____光脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去而转变成未分化细胞的过程。愈伤组织特点:________________________________________________________________。植物激素在植物组织培养中的应用生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时有利于的分化，抑制的形成比值低时有利于的分化、抑制的形成比值适中时促进的形成无菌操作原因：_________________________________________________________________【应用示例】1.下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述中正确的是()A．②和③阶段会发生减数分裂B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素C．①阶段有细胞增殖但无细胞分化D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体问题导析(1)图中①是 ，②、③是 。②和③阶段会发生有丝分裂。(2)①阶段和③阶段都需 ，只是二者比例不同。(3)此兰花的花药离体培养所得植株为 。一题多变判断正误：(1)植物体的细胞发育成完整个体才体现了全能性。()(2)高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性。()(3)植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同。()(4)紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性。()考点三植物体细胞杂交技术1.概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成，并把杂种细胞培育成新的 的技术。原理：(植物体细胞融合)、(植物组织培养)2.过程(1)去壁：用 去除植物细胞壁，获得原生质体。(2)诱导原生质体融合的方法①物理法： 等。②化学法：用 诱导。（3）原生质体融合成功的标志是_________________________________________3.意义：克服了 的障碍。【应用示例】2.利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质体融合和______________技术，该技术的理论基础是__________________。(2)图中①步骤所示植物细胞用__________________除去细胞壁，分离出有活力的原生质体。(3)图中②过程细胞两两融合时，可出现_____种融合细胞，要促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有__________和__________________两类激素。(4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④________和⑤________过程。其中⑤过程必须给予光照，其原因是________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。(5)利用马铃薯和番茄的______________得到单倍体植株，然后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交，再用________处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。问题导析(1)细胞壁的主要成分是 ，因此用 可以特异性地去除细胞壁。(3)甲、乙两种细胞融合时，可能会出现三种情况：融合，________融合， 融合，其中 融合类型的细胞才是最终需要的杂种细胞；一题多变依据上图判断：(1)植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍。()(2)杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株说明杂种细胞具有全能性。()(3)尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养。()(4)若A的基因型为Rr，B的基因型为Yy，则最终形成的杂种植株的基因型为RrYy。()(5)杂种细胞形成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，在此过程中活跃的细胞器是核糖体。()考点四植物细胞工程的应用一、植物繁殖的新途径【知识汇总】1.微型繁殖(1)概念：用于快速繁殖优良品种的 技术。(2)属于(填有性、无性)繁殖，能够保持优良品种的遗传性状。(3)优点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①保持优良品种的__________,②_________地实现种苗的大量繁殖,③可实现工厂化生产))(4)实例：_____、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。2.作物脱毒(1)选材部位：植物 附近的部位，因为 。3.人工种子(1)组成：由 、不定芽、顶芽和腋芽作为保护性外壳的和提供胚状体进一步发育所需营养的 构成。如下图：(2)特点：①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等②不发生分离。③繁殖周期短。④可控制植物的生长发育与抗逆性。⑤便于贮藏和运输。⑥不受季节、气候和地域等条件的限制。⑦用人工种子播种可以节约粮食。楠杆高中高二生物选修三复习学案六编制人:李双双时间:【应用实例】3．下面为人工种子培养过程流程图解，下列相关叙述不正确的()A．b、c过程中植物激素发挥了重要作用，d表示给胚状体包上人工胚乳和人工种皮B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C．人工种子的培育是植物组织培养技术的重要用途之一D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题问题导析(1)a表示 ；b表示 。(2)c表示 。(3)d表示给___ 包裹上人工胚乳和人工种皮。(4)e表示将人工种子种植获得种苗的过程。一题多变判断正误：(1)人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得。()(2)胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性。()(3)同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型。()(4)胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的。()二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产【知识汇总】1．单倍体育种(1)过程：花药eq\o(→,\s\up14(离体培养),\s\do14()) 植株eq\o(→,\s\up14(人工诱导),\s\do14(染色体加倍)) 的优良品种。(2)原理：变异(3)优点：①后代是。②可明显缩短 。(4)实例：烟草、小麦等。2．突变体的利用(1)过程：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于_________________________,因此容易受到培养条件和 的影响而产生，从中筛选出对人们有用的 ，进而培育成新品种。(2)过程(3)实例：抗花叶病毒的、抗盐碱的、抗除草剂的等。3．细胞产物的工厂化生产(1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、 、 、生物碱等。(2)技术： 技术。（3）过程：外植体(离体的植物器官、组织或细胞)eq\o(,\s\up14(脱分化))愈伤组织eq\o(,\s\up14(分散开))细胞悬液eq\o(,\s\up14(发酵、提取))细胞产物(4)实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现工厂化生产。【应用示例】4．下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题：(1)甲育种方式称为_______________。(2)通过丁方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因_____________________。(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因_____________________________________________________________________________________________。(4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是______________。(5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是_____________________________。问题导析(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于 ，能 。(2)植物体细胞杂交和基因工程都能 ，而传统杂交育种由于 而不能实现种间杂交。一题多变判断正误：(1)诱变育种处理的材料为分裂活动旺盛的部位，如愈伤组织、芽等。()(2)单倍体育种是利用花药离体培养和秋水仙素处理幼苗两个阶段得到单倍体。()(3)人工种子是通过植物组织培养产生的，属于无性繁殖，可表现出双亲的遗传性状。()(4)细胞产物的工厂化生产过程包括脱分化和再分化环节。()考点五动物细胞工程和动物细胞培养一、动物细胞工程常用的技术手段有___________________，_____________________________、__________________________、___________________,其中___________________________是基础。二、动物细胞培养【知识汇总】1．概念从动物机体中取出相关的组织，将它分散成 ，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞 和 。2．过程3．相关概念(1)细胞贴壁：悬液中分散的细胞 上。(2)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到 时，细胞 的现象。(3)原代培养：指动物组织消化后的 。(4)传代培养：贴满瓶壁的细胞，出现 后，需要重新用等处理，然后分瓶继续培养，让细胞 的培养(5)细胞株：传代培养的细胞能传到代，这样的传代细胞称为细胞株。(6)细胞系：传代培养的细胞在传到后，有部分细胞的遗传物质发生了改变，获得不死性，这种具有特点的细胞称为细胞系。4．培养条件(1)无菌、无毒的环境：培养液中添加一定量的 ，并定期 ，以清除 ，防止对细胞自身造成危害。添加血清原因：______________________________________________________________________________________________________________。(3)温度和pHeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(温度：哺乳动物多以为宜,pH：多数细胞适宜pH))(4)气体环境eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：细胞代谢所必需,CO2：))5．应用【应用实例】5．某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列有关说法正确的是()A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理B．细胞培养应在CO2培养箱中进行，CO2的作用是作为细胞代谢原料C．取甲细胞进行培养，传至10～50代就会完全停止D．乙细胞在原代培养过程中，最终会出现停止增殖的现象问题导析(1)胃蛋白酶的最适pH大约为2，这一环境下细胞往往会受到破坏，不利于培养，所以一般用 酶而不用胃蛋白酶处理细胞。(2)培养液中CO2的作用是 。(3)在适宜条件下，肝肿瘤细胞可以 。(4)正常肝细胞在原代培养过程中会出现 现象，停止增殖。一题多变判断正误：(1)动物细胞培养的原理是动物细胞的全能性。()(2)原代培养的细胞是指从贴壁生长到发生接触抑制的细胞。()(3)传代培养的细胞以有丝分裂方式增殖，在传代过程中其遗传物质保持不变。()(4)只要培养条件适宜，细胞都可在体外无限繁殖。()考点六动物体细胞核移植技术和克隆动物【知识汇总】1．概念将动物的一个细胞的 ，移入一个已经去掉细胞核的中，使其 并发育成一个 ，最终发育为动物个体。2．分类包括 移植和 移植，其中 移植较易成功。楠杆高中高二生物选修三复习学案七编制人:李双双时间:过程①供体：一般选用传代以内的细胞，因为以内的细胞一般能保持_______________________，保证了供体细胞正常的遗传基础。②受体：去核的期的卵母细胞。原因一方面细胞，；______多，营养丰富，为发育提供充足的营养。另一方面此时具备受精能力，细胞质中含有能。【思考】为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？4．应用前景(1)加速家畜 进程，促进优良畜群繁育。(2)保护濒危物种。(3)转基因克隆动物可作为 ，生产许多医用蛋白。(4)转基因克隆动物细胞、组织和器官可作为____________的供体。(5)人的核移植 经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的移植。(6)研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。5．存在问题(1)成功率非常 (低/高)。(2)绝大多数克隆动物还存在 问题。(3)克隆动物食品的存在争议。【应用实例】6．下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题：(1)图中①所示的结构名称是__________。(2)图中③④所示的生物技术名称分别是_________________、_____________________。(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它___________________________________。(4)过程④通常用②作为受体细胞的原因是__________________________________________________________________________________________________________________。(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是_________________________，该种基因治疗所属类型为________________。一题多变判断正误：(1)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖。()(2)克隆技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现了动物细胞的全能性。()(3)克隆动物可以作为异种移植的供体，克隆技术用于组织器官的移植。()(4)克隆技术可以用于增加濒危动物数量，改善濒危物种的基因组成。()(5)图中健康胰岛B细胞基因通常应该采用显微注射技术转入动物细胞中。()(6)图中重组细胞A在培养液中培养成早期胚胎的过程中会发生基因重组。()考点七动物细胞融合【知识汇总】1．概念： 或 动物细胞结合形成 的过程，也称细胞杂交。2．原理： 。3．诱导融合的方法：(1)物理、化学方法：与植物相同，如聚乙二醇、电激等。(2)生物方法： 。4．动物细胞融合完成的标志是__________________________________________________。5．意义：突破了 方法的局限，使 成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和 等的重要手段。如：利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造开辟了新途径。【应用示例】7．与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特有的诱导因素分别是()A．细胞膜的流动性、离心B．细胞膜的流动性、灭活的病毒C．细胞的全能性、电刺激D．细胞的全能性、灭活的病毒问题导析(1)植物体细胞杂交的原理是 、细胞的全能性，动物细胞融合的原理是 。(2)动物细胞融合的常用诱导因素有聚乙二醇、 、电激等，其中 是其特有的诱导因素，而 、电激均可用于诱导植物体细胞杂交。一题多变判断正误：(1)动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。()(2)动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细